OTOPINE I KOLOIDNI SUSTAVI

Παρουσίαση με θέμα: "OTOPINE I KOLOIDNI SUSTAVI"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 OTOPINE I KOLOIDNI SUSTAVI

2 > 200 nm 1-200 nm (10 μm) < 1 nm koloidne čestice:
GRUBO DISPERZNI SUSTAVI KOLOIDNI SUSTAVI PRAVE OTOPINE veličina čestica: > 200 nm 1-200 nm (10 μm) < 1 nm koloidne čestice: → nakupine ionâ ili molekulâ − nisu vidljive prostim okom − prolaze kroz filter papir − raspršuju svjetlost (Tyndallov fenomen)

3 Otopine

4 OTOPINE = OTAPALO + OTOPLJENA TVAR
→ najčešće (l) ↔ (s), (l), (g) → može biti i (s) (s) = čvrste otopine

5 → najvažnije otapalo: VODA → otapala → s obzirom na naboj čestica otopljene tvari polarna nepolarna elektrolitske otopine neelektrolitske otopine

6 – procesi pri otapanju kristalnih tvari:
rušenje kristala + solvatacija oslobođenih čestica – rušenje kristala: ΔcellHº (= Uº) > 0 – solvatacija: ΔsolvHº < 0 (odn. hidratacija: ΔhidrHº) —————————————————————— → entalpija otapanja: ΔsolnHº = ΔcellHº + ΔsolvHº (za vodene otopine: ΔsolnHº = ΔcellHº + ΔhidrHº)

7 Dijagram topljivosti (nekih soli u vodi):
iskazivanje topljivosti: m(solut) / 100 g otapalo

8 – topljivost plinova – Henryjev zakon:
“Količina plina otopljenog u tekućini na određenoj temperaturi proporcionalna je (parcijalnom) tlaku toga plina iznad tekućine” cplin = kH · p’plin c / mol L−1 p / bar

9 − različite matematičke formulacije Henryjevog zakona

10 Koloidni sustavi

11

12

13 − koloidi − imaju veliku površinu u usporedbi s normalnim materijalom
→ (među)površinski efekti − izrazito važni za kemiju disperznih sustava

14 → najvažniji (zbog rasprostranjenosti i primjene) − koloidni sustavi čvrste, odn. tekuće dispergirane faze u tekućem disperznom sredstvu (→ vodi) → surfaktant (površinski aktivna tvar) − vrsta koja se akumulira na međupovršini dva fluida (od kojih 1 može biti zrak) i mijenja svojstva površine − najčešći surfaktanti − molekule s organskim (lančastim) nepolarnim dijelom i polarnim dijelom (npr.: sapuni i deterdženti) → surfaktanti − tvore micele, tj. sferaste nakupine molekula → neionski surf. − > 1000 molekula → ionski surf. − 10 – 100 molekula, odn. iona

15 micela

16 − električki naboj na površinama koloidnih čestica
→ kinetička stabilnost koloida → električki dvosloj

17 Prikaz micele: (a) želatine, (b) srebrovog klorida

18 velike molekule sprječavaju dodirivanje kapi
→ stabilizacija emulzije molekule proteina su uvinute između čestica masti i sprječavaju koagulaciju velike molekule sprječavaju dodirivanje kapi mast (a) (b)

19 → priprema koloida

20 − nastajanje koloida prilikom taloženja soli;
AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq) primarni apsorpcijski sloj ioni suprotnog naboja − sekundarni aps. sloj primarni apsorpcijski sloj + sekundarni apsorpcijski sloj = = električki dvosloj homogena otopina

21 → peptizacija vs. koagulacija AgCl(koloid) AgCl(talog)
→ koagulacija se pospješuje: − dodatkom elektrolita suprotnog naboja od naboja iona iz primarnog sloja − zagrijavanjem koloidne otopine − miješanjem koloidne otopine → peptizacija se pospješuje: − ispiranjem taloga čistom vodom (čime se uklanjaju ioni iz sekundarnog aps. sloja)

22 Kvantitativno iskazivanje sastava smjesa

23 Fizikalne veličine za iskazivanje kvantitativnog sastava smjesa
Uobičajeno u upotrebi: - udjeli - koncentracije molalnost (Rijetko u upotrebi: - omjeri - sadržaji)

24 Udjeli 1.) Maseni udjel → omjer mase sastojka i mase smjese
– najčešće se iskazuje kao %

25 Koliko grama vode i octene kiseline je potrebno za pripravu 250 g otopine, w = 20,0 %?

26 Udjeli 2.) Množinski (količinski, molarni) udjel
→ omjer množine sastojka i zbroja množinâ svih sastojaka → vrijednost množinskog udjela – uobičajeno se iskazuje kao realni broj

27 Koliki je množinski udjel octene kiseline i vode u otopini za koju vrijedi w(CH3COOH) = 20,0 %?

28

29 Udjeli 3.)Volumni udjel → omjer volumena sastojka i zbroja volumenâ svih sastojaka prije miješanja  valja uočiti da se u nazivniku nalazi zbroj volumenâ svih sastojaka smjese prije miješanja (ne volumen smjese kao takve) – najčešće se iskazuje u %

30 Koncentracije 4.) Masena koncentracija
→ omjer mase sastojka i volumena smjese (otopine) → mjerna jedinica – – bira se s obzirom na prikladnost zapisa vrijednosti masene koncentracije – izvedena neimenovana: kg m−3 – decimalne: g cm−3, mg cm−3, mg dm−3, µg dm−3, … – uvriježene (iznimno dopuštene): g L−1, mg L−1, µg L−1, itd.

31 Priređeno je 250 mL vodene otopine koja sadržava 5,00 g saharoze
Priređeno je 250 mL vodene otopine koja sadržava 5,00 g saharoze. Kolika je masena koncentracija takve otopine?

32 Koncentracije 5.) Množinska koncentracija
(sinonimi prisutni u upotrebi: koncentracija, količinska koncentracija, molarna koncentracija, molarnost, molaritet) → omjer množine sastojka i volumena smjese (otopine) → mjerna jedinica – – izvedena neimenovana: mol m−3 – najčešće korištene: mol dm−3 = mol L−1

33 0,189 g cinkova(II) nitrata, Zn(NO3)2, otopljeno je u vodi, a volumen otopine je namješten na 100 mL. Izračunaj: a) masenu koncentraciju soli b) koncentraciju cinkovih(II) iona c) koncentraciju nitratnih iona d) masenu koncentraciju cinkovih(II) iona u priređenoj otopini.

34

35

36

37 Molalnost 6.) Molalnost → omjer množine soluta i mase otapala
→ mjerna jedinica – – izvedena neimenovana, ujedno i jedina primjenjivana: mol kg−1

38 Neka bromovodična kiselina karakterizirana je sljedećim veličinama: w(HBr) = 48 %, ρ(otopine HBr) = 1,488 g cm−3. Izračunajte: a) masenu koncentraciju b) množinsku koncentraciju c) molalnost spomenute otopine.

39

40 Veličine za iskazivanje sastava smjesa koje nisu uobičajene u upotrebi:
Udjeli 7.) Brojevni udjel → ekvivalentan množinskom udjelu

41 Koncentracije 8.) Brojevna koncentracija
→ ponekad se koristi za opisivanje plinskih smjesa – uobičajena mjerna jedinica: cm−3 9.) Volumna koncentracija → omjer volumena sastojka i volumena smjese – bezdimenzijska veličina

42 Omjeri 10.) Maseni omjer 11.) Volumni omjer
12.) Množinski (količinski, molarni, brojevni) omjer

43 Sadržaji 13.) Množinski (količinski) sadržaj 14.) Brojevni sadržaj
15.) Volumni sadržaj

44 Pripremanje otopina → otopine željenog kvantitativnog sastava u praksi se priređuju: – otapanjem krute tvari (u odabranom otapalu) – razrjeđivanjem otopine

45 Koliko je potrebno odvagati natrijevog hidroksida da bi se priredilo 1,0 L vodene otopine koncentracije 0,1 mol dm−3?

46 Koliki je volumen koncentrirane klorovodične kiseline (12 mol dm−3) potrebno uzeti za pripravu 1,0 L kiseline koncentracije 1,0 mol dm−3?